CH668015A5 - METHOD AND DEVICE FOR DAMPING THE PRESSURE TIP APPEARING AT THE END OF THE FORM FILLING PHASE IN DIE CASTING MACHINES. - Google Patents
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Description
BESCHREIBUNG Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Dämpfung der am Ende der Formfüllphase auftretenden Druckspitze bei Druckgiessmaschinen, wobei zwischen der Kolbenstange des Giesskolbens und der Kolbenstange des Antriebskolbens eine hydraulische Dämpfungsvorrichtung angeordnet ist, deren Hydraulikraum durch einen federbelasteten Steuerkolben abgeschlossen ist. DESCRIPTION The invention relates to a method and a device for damping the pressure peak occurring at the end of the mold filling phase in die casting machines, a hydraulic damping device being arranged between the piston rod of the casting piston and the piston rod of the drive piston, the hydraulic chamber of which is closed by a spring-loaded control piston.
Beim Druckgiessen unterscheidet man im wesentlichen drei Arbeitsphasen. Während einer ersten Arbeitsphase leitet der eigentliche Presskolben mit verhältnismässig langsamer Geschwindigkeit den Pressvorgang ein, wobei die noch im Einpresszylinder befindliche Luft aus demselben entweichen kann. In der zweiten Arbeitsphase, in welcher sich der Presskolben mit erhöhter Geschwindigkeit weiterbewegt, wird das flüssige Metall in die Form gedrückt. In einer sich hieran anschliessenden dritten Arbeitsphase wird das Metall in der Form durch einen sogenannten Nachdruck verdichtet. There are three main phases in die casting. During a first work phase, the actual plunger initiates the pressing process at a relatively slow speed, the air still in the press-in cylinder being able to escape therefrom. In the second working phase, in which the plunger continues to move at increased speed, the liquid metal is pressed into the mold. In a subsequent third working phase, the metal is compressed in the mold by a so-called reprint.
Die vorliegende Erfindung befasst sich im wesentlichen mit der zweiten Arbeitsphase, an deren Ende der Einpresskolben mit der Kolbenstange schlagartig auf eine Geschwindigkeit 0 abgebremst wird. Hierdurch tritt im Metall eine Druckspitze auf, die dazu führen kann, dass die eigentliche Formschliesskraft überwunden wird und ein kurzzeitiges Öffnen der Form nicht ausgeschlossen werden kann. The present invention essentially deals with the second working phase, at the end of which the press-in piston is suddenly braked to a speed of 0 with the piston rod. As a result, a pressure spike occurs in the metal, which can lead to the fact that the actual form-locking force is overcome and a brief opening of the form cannot be ruled out.
Um dieses zu verhindern, wird mit grossen Schliesskräf-ten gearbeitet, die an sich bei Vermeidung der Druckspitze am Ende der zweiten Arbeitsphase nicht erforderlich wären. To prevent this, large closing forces are used, which would not be necessary if the pressure peak were not avoided at the end of the second working phase.
Weiterhin ist es bereits bekannt (DE-PS 2 833 063), den Giesskolben mit einer hydraulischen Dämpfung auszurüsten. Hierbei ist die Giesskolbenstange in einem hohlen Giesskolben verschiebbar gelagert. In einem Kolbenvorraum befindet sich dabei ein Hydraulikmedium, welches zur Dämpfung und Kühlung dient. Diese Konstruktion benötigt ein zusätzliches Steuergerät und es ist für jede Kolbenausbildung eine entsprechend angepasste Dämpfung erforderlich. Furthermore, it is already known (DE-PS 2 833 063) to equip the casting piston with hydraulic damping. Here, the casting piston rod is slidably mounted in a hollow casting piston. A hydraulic medium, which serves for damping and cooling, is located in a piston antechamber. This design requires an additional control unit and an appropriately adapted damping is required for each piston design.
Da der Kolben ein Verschleissteil ist, ergeben sich beim Auswechseln desselben zwangsläufig höhere Betriebskosten, da ein mit einer Dämpfung ausgebildeter Kolben erheblich teurer ist als ein einfacher Giesskolben. Es ergeben sich weiterhin Dichtprobleme, da der Giesskolben sehr starken Temperaturdifferenzen ausgesetzt ist. Since the piston is a wear part, there are inevitably higher operating costs when replacing it, since a piston designed with damping is considerably more expensive than a simple casting piston. Sealing problems continue to arise because the casting piston is exposed to very large temperature differences.
Durch die US-PS 3 536 128 ist eine Dämpfungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Ausführung bekannt. Auch bei dieser Konstruktion ist jedoch eine gesonderte Steuerung von aussen erforderlich. From US-PS 3 536 128 a damping device of the type described above is known. With this construction, however, a separate external control is required.
Hier setzt nun die vorliegende Erfindung ein und hat sich zur Aufgabe gestellt, die am Ende der Formfüllphase auftretende Druckspitze durch ein vereinfachtes Verfahren und eine besondere Vorrichtung weitgehend zu vermeiden. This is where the present invention comes in and has set itself the task of largely avoiding the pressure peak occurring at the end of the mold filling phase by means of a simplified method and a special device.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs beschriebenen Art vorgeschlagen, dass die beim Abbremsen des Giesskolbens wirksam werdende Trägheit des Steuerkolbens zur Öffnung des Dämpfungsraumes der Dämpfungsvorrichtung eingesetzt wird. To achieve this object, it is proposed in a method of the type described in the introduction that the inertia of the control piston, which becomes effective when the casting piston is braked, is used to open the damping space of the damping device.
Die zur Durchführung des Verfahrens erfindungsgemäss vorgesehene Vorrichtung, bei welcher in dem Gehäuse der Dämpfungsvorrichtung einerseits die Kolbenstange des Giesskolbens und andererseits die Kolbenstange des Antriebskolbens befestigt ist, und das Gehäuse aus mehreren Teilen besteht, wird dadurch gekennzeichnet, dass ein Zwischenteil des Gehäuses mit einem in ihm verschiebbar angeordneten Dämpfungskolben den Dämpfungsraum und der Dämpfungskolben mit einem in ihm verschiebbar angeordneten Steuerkolben den Speicherraum bildet, und in der Aussenwand des Dämpfungskolbens derart angeordnete Bohrungen vorgesehen sind, dass im Dämpfungsfall der Dämpfungsraum mit dem Speicherraum verbindbar ist. The device provided according to the invention for carrying out the method, in which the piston rod of the casting piston and on the other hand the piston rod of the drive piston are fastened in the housing of the damping device, and the housing consists of several parts, is characterized in that an intermediate part of the housing with an in damping piston arranged displaceably in it forms the damping chamber and the damping piston with a control piston displaceably arranged in it forms the storage space, and bores are provided in the outer wall of the damping piston such that the damping space can be connected to the storage space in the event of damping.
Weitere wichtige Ausbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen 3 bis 6 beschrieben. Further important developments are described in the dependent claims 3 to 6.
Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung, die ein beliebiges Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert. The invention is explained in more detail with reference to a drawing, which represents any embodiment.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 den Längsschnitt durch einen schematisch dargestellten Teil einer Druckgiessmaschine, 1 shows the longitudinal section through a schematically illustrated part of a die casting machine,
Fig. 2 eine vergrösserte Längsschnittansicht durch die Dämpfungsvorrichtung während der Formfüllphase, und 2 is an enlarged longitudinal sectional view through the damping device during the mold filling phase, and
Fig. 3 eine gleiche Schnittansicht wie Fig. 2 am Ende der Formfüllphase. Fig. 3 is a same sectional view as Fig. 2 at the end of the mold filling phase.
Von der Druckgiessmaschine sind in Fig. 1 nur die feste Aufspannplatte 18 mit fester Formhälfte 19, die bewegliche Aufspannplatte 21 mit beweglicher Formhälfte 20, der Druckgiesszylinder 22 mit Einfüllöffnung 23, der Giesskolben 14 mit Kolbenstange 1, die Antriebsvorrichtung 17 mit Antriebszylinder 24, der Antriebskolben 15 mit Kolbenstange 2 sowie die zwischen den beiden Kolbenstangen 1 und 2 angeordnete Dämpfungsvorrichtung 16 angedeutet. From the die casting machine in Fig. 1 are only the fixed platen 18 with a fixed mold half 19, the movable platen 21 with a movable mold half 20, the die casting cylinder 22 with filler opening 23, the casting piston 14 with piston rod 1, the drive device 17 with drive cylinder 24, the drive piston 15 with piston rod 2 and the damping device 16 arranged between the two piston rods 1 and 2 are indicated.
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Die erfmdungsgemäss ausgebildete Dämpfungsvorrichtung 16 ist in vergrösserter Darstellung aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich. The damping device 16 designed according to the invention can be seen in an enlarged view from FIGS. 2 and 3.
Das Gehäuse der Dämpfungsvorrichtung besteht im wesentlichen aus den Befestigungsteilen 25, 26,27 und Zwischenteil 28. Alle Teile sind über Befestigungsbolzen 30 und 31 miteinander verbunden. Die Befestigungsteile 25 und 26 nehmen den Endbereich 2a der Kolbenstange 2 des Antriebskolbens 15 auf. The housing of the damping device consists essentially of the fastening parts 25, 26, 27 and intermediate part 28. All parts are connected to one another via fastening bolts 30 and 31. The fastening parts 25 and 26 receive the end region 2a of the piston rod 2 of the drive piston 15.
Der Endbereich la der Kolbenstange 1 des Giesskolbens 14 ist in Verbindung mit einem Distanzstück 29 im Befestigungsteil 27 gelagert. The end region 1 a of the piston rod 1 of the casting piston 14 is mounted in the fastening part 27 in connection with a spacer 29.
Das Zwischenteil 28 bildet das Gehäuse für das Dämpfungsglied. The intermediate part 28 forms the housing for the attenuator.
Das Dämpfungsglied besteht in der Hauptsache aus dem Dämpfungskolben 3, dem Steuerkolben 4, dem Rückschlagventil 5, dem Druckkolben 6, dem Gehäuse 28 und der Feder 8. The damping element mainly consists of the damping piston 3, the control piston 4, the check valve 5, the pressure piston 6, the housing 28 and the spring 8.
Das Gehäuse 28 und der Dämpfungskolben 3 bilden den Dämpfungsraum 9. The housing 28 and the damping piston 3 form the damping space 9.
Der Dämpfungskolben 3 und der Steuerkolben 4 bilden den Speicherraum 10 und die Steuerkante 11. The damping piston 3 and the control piston 4 form the storage space 10 and the control edge 11.
In der Grundstellung (Fig. 2) drückt die Feder 8 den Steuerkolben 4 in seine Ausgangsstellung und schliesst die Steuerkante 11. Beim Beschleunigen des Giesskolbens 14 wird durch die Trägheit des Steuerkolbens 4 die Anpresskraft der Feder 8 verstärkt. Bei geschlossener Steuerkante 11 kann unter Druck nur eine sehr geringe Menge Drucköl aus dem Raum 9 in den Raum 10 fliessen. Das Drucköl in Raum 9 überträgt die Kraft der Antriebskolbenstange auf die Giesskolbenstange. In the basic position (FIG. 2), the spring 8 presses the control piston 4 into its starting position and closes the control edge 11. When the casting piston 14 accelerates, the inertia of the control piston 4 increases the contact pressure of the spring 8. When the control edge 11 is closed, only a very small amount of pressure oil can flow from the space 9 into the space 10 under pressure. The pressure oil in room 9 transmits the force of the drive piston rod to the casting piston rod.
Am Ende der Formfüllphase wird die Geschwindigkeit des Kolbens 14 und seiner Kolbenstange 1 schlagartig auf Null reduziert. Der Steuerkolben 4 bewegt sich jedoch infolge seiner Trägheit gegen die Kraft der Feder 8 weiter und gibt hierbei die Steuerkante 11 frei. At the end of the mold filling phase, the speed of the piston 14 and its piston rod 1 is suddenly reduced to zero. The control piston 4, however, continues to move due to its inertia against the force of the spring 8 and thereby releases the control edge 11.
Das Drucköl im Raum 9 kann nun in den Raum 10 ab-fliessen. Durch die konische Ausbildung der Strömungskante 12 am Gehäuse 28 wird während des Hubes des Dämpfungskolbens 3 der Abflussquerschnitt fortlaufend kleiner, und somit die Dämpfungsgeschwindigkeit verringert, bis die Anschlagplatte 13 des Dämpfungskolbens 3 am Gehäuse 28 anliegt. The pressure oil in room 9 can now flow into room 10. Due to the conical design of the flow edge 12 on the housing 28, the outflow cross-section becomes continuously smaller during the stroke of the damping piston 3, and thus the damping speed is reduced until the stop plate 13 of the damping piston 3 bears against the housing 28.
Bei geringen Presskolbengeschwindigkeiten öffnet Druckkolben 6 durch den auftretenden Druck im Raum 9 den Steuerkolben 4. At low press piston speeds, pressure piston 6 opens control piston 4 due to the pressure occurring in chamber 9.
Beim Rückzug des Giesskolbens 14 drückt der Steuerkolben 4 durch die Feder 8 das Drucköl von Raum 10 über das Rückschlagventil 5 wieder in den Raum 9 zurück. When the casting piston 14 is retracted, the control piston 4 presses the pressure oil from space 10 back into space 9 via the check valve 5 by means of the spring 8.
In Grundstellung trennt die Steuerkante 11 den Dämpfungsraum 9 vom Speicherraum 10. Der Steuerkolben 4 bleibt unabhängig vom Druck im Dämpfungsraum 9 durch seine kraftneutrale Ausbildung in seiner Grundposition. In the basic position, the control edge 11 separates the damping chamber 9 from the storage chamber 10. The control piston 4 remains in its basic position regardless of the pressure in the damping chamber 9 due to its force-neutral design.
Im Funktionsfall (Ende der schnellen Formfüllphase) bewegt sich der Steuerkolben 4 durch seine Trägheit gegen die Federkraft 8 und öffnet die Steuerkante 11. Nun strömt Hy-drauliköl vom Dämpfungsraum 9 über die Verbindungsbohrungen 32 und die geöffnete Steuerkante 11 in den Speicherraum 10. Die Presskolbenstange 2 kann nun den Dämpfungshub ausführen. Während die Giesskolbenstange 1 bereits zum Stillstand gekommen ist. In the functional case (end of the rapid mold filling phase), the control piston 4 moves due to its inertia against the spring force 8 and opens the control edge 11. Now hydraulic oil flows from the damping chamber 9 via the connecting bores 32 and the opened control edge 11 into the storage chamber 10. The plunger rod 2 can now carry out the damping stroke. While the casting piston rod 1 has already come to a standstill.
Nur bei einer hohen Giesskolbengeschwindigkeit wird auch die Wirkung der Dämpfungseinrichtung benötigt. In diesem Fall wird auch die Dämpfungsfunktion durch die Massenträgheit vom Steuerkolben 4 gewährleistet. The effect of the damping device is only required at a high casting piston speed. In this case, the damping function is ensured by the inertia of the control piston 4.
Bei geringen Formfüllgeschwindigkeiten wird die Dämpfungsfunktion nicht benötigt. Um jedoch einen unnötig hohen Druck im Dämpfungsraum 9 zu verhindern, wird der Steuerkolben 4 durch den Druckkolben 6 und den Druck im Dämpfungsraum 9 entgegen der Federkraft 8 geöffnet. The damping function is not required at low mold filling speeds. However, in order to prevent an unnecessarily high pressure in the damping chamber 9, the control piston 4 is opened by the pressure piston 6 and the pressure in the damping chamber 9 against the spring force 8.
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